预应力技术在公路桥梁施工中的应用分析

曾小志

（宜丰县交通运输综合行政执法大队，江西宜春 336300）

0 引言

公路桥梁施工环节，预应力技术通过在公路桥梁构件内引入预应力钢筋，能够有效地抵消公路桥梁自身的荷载以及外部荷载引起的应力，提高公路桥梁的抗弯承载能力。这一技术在公路桥梁建设中的广泛应用，为公路桥梁的安全性和可靠性提供坚实的支撑。从有关文献分析发现，公路桥梁预应力技术已经取得了显著的进展，但仍然存在一些不足。例如：随着交通负荷的不断增加和环境条件的不断变化，公路桥梁的使用寿命和耐久性面临着新影响；在预应力技术的研究和应用中，材料的性能和施工工艺也是关键因素。一些新材料的引入和新工艺的发展为预应力技术的进一步改进提供了机会，但同时也带来了新问题。因此，本文深入探讨公路桥梁预应力技术应用实践，以满足不断变化的公路桥梁工程需求，提高公路桥梁可靠性。

1 公路桥梁预应力技术应用范围

1.1 在公路桥梁工程中的应用

在公路桥梁项目施工中，混凝土箱梁是非常重要的施工工序，加强预应力技术的应用，使混凝土箱梁结构质量性能合格。首先，混凝土箱梁中混凝土是主要的施工材料，加强混凝土材料的比例控制，确保预应力技术发挥出应有的效果，提高结构的强度性能。其次，现场施工环节，严格执行相应的技术标准和规范要求，加强钢筋数量、间隔距离的控制，确保整个结构的强度性能达标。

1.2 在公路桥梁受弯结构中的应用

在公路桥梁项目施工环节，预应力技术的使用要考虑到碳纤维材料本身所具备较高的强度，明确施工工艺流程，选择合适的施工工艺方案，提高应用效果。在现场施工环节，通过粘贴的方式进行碳纤维片的加固，可以有效提升钢筋混凝土结构的受弯能力。从工程力学角度进行分析，预应力技术加固处理措施，可以使初始力量产生聚合效应，加上混凝土结构的预应力技术联合拉应变和压应变技术，混凝土结构性能得到提升。在施工环节，因为存在挤压应变，会随着整个工程的承载力提升而提升。但是也要注意，如果出现参数的变化，材料的应力下降，碳纤维材料的承载性能也会提升。因此，在粘贴过程中，应加强碳纤维材料的处理，从而可以提升预应力施工效果[1]。

1.3 在公路桥梁加固中的应用

因为公路桥梁使用年限非常长，在使用过程中，要进行维修和加固处理，才能达到运行的安全性和稳定性。在维修过程中，可以通过增加墩柱和梁体截面尺寸的方式，增加预应力材料，植入竹炭纤维，从而可以保证公路桥梁结构具备较高的承载性能。加固施工过程中，该方式可以应用在桩基、墩柱等结构，使墩身和梁体结构加固效果合格，发挥出预应力的优势，促进维修效果的提升[2]。

1.4 在混凝土路面中的应用

混凝土结构长期受到车辆碾压、自然侵蚀的影响，尤其是环境温度波动变化带来的危害，造成路面结构出现变形的问题。这种情况下，公路桥梁施工环节，应用预应力技术可以有效减少各个结构部件受到的拉应力，从而发挥出混凝土结构的抗压性能。比如，纵向预应力施加到混凝土结构中，可以避免发生横向裂缝；横向预应力施加到混凝土结构中，可以有效地预防发生纵向裂缝。现场施工环节，加强混凝土材料的配比控制，严格落实各项性能参数的监督管控工作，才能够更好地保证预应力技术发挥出应有的作用。当前预应力技术在混凝土结构施工中已经非常成熟，形成完善的技术体系，完全能够保证公路桥梁结构的性能和质量达到要求。

2 工程概况

某公路桥梁项目建设长度3.011km，设置(72+128+72)m 预应力混凝土双线连续梁，连续梁全长273.5m。在公路桥梁项目中，钢箱梁包含普通钢筋与预应力钢筋形式，预应力筋包含横、竖、水平三个方向，根据需要布置在顶板、腹板以及底板中，从而形成整体结构。

3 公路桥梁预应力施工技术的应用

3.1 穿束

在公路桥梁项目中，纵向预应力筋需要在混凝土浇筑施工结束后进行，其他的横向预应力筋应在孔道安装中穿束（见图1）。穿束工作实施前，施工人员应用高压风机进行管道清洁处理，确保没有任何杂物与灰尘，并且横向预应力筋在浇筑前穿入作业，使用人工联合方式开展纵向穿束施工，具体操作方式如下：

图1 穿束现场

一是通过人工操作施工，先把单根钢绞线穿入孔内，从另外一口穿出。

二是使用钢丝绳完成穿束。

三是通过卷扬机拉紧钢丝绳，完成整个穿束过程。

3.2 张拉控制

第一，张拉施工作业环节先进行腹板束的施工，然后是进行顶板、底板束的施工，根据从外到内、对称的基本原则，两侧同时张拉施工，左右不平衡的数量控制在1 束以下，以确保不会发生结构损坏或者失衡的问题。

第二，现场施工采用双控预应力的施工方式，预应力参数值按照压力表中读数进行测定，检测伸长量参数，并且在预应力钢束使用前完成张拉、锚固试验工作，并进行现场试验，达到准确性要求。

第三，预应力筋张拉工作全部完成后，锚具及时封闭处理，在48h 内完成压浆施工，以形成整体结构[3]。

3.3 张拉施工

3.3.1 纵向预应力

纵向预应力张拉由千斤顶设备完成，总体顺序为先完成腹板束，然后完成顶底板束，按照从外到内、先长索后短索、对称性原则张拉。

3.3.2 预应力筋张拉

预应力筋张拉施工过程中，应用双控措施进行处理，张拉量与伸长量同时进行控制，执行张拉施工工艺方案，每个步骤都符合设计标准要求，且张拉阶段要做好伸长量的检测工作，如果发现伸长量无法满足设计标准，要及时查找形成原因，并开始补张拉的处理，还要观察是否存在滑丝、断丝的问题，若有问题要及时整改。

3.3.3 张拉操作步骤

（1）钢绞线、千斤顶安装到位，并进行调试处理。将工作锚环套在钢绞线束上，使用下部的锚垫板塞紧夹片，并开始安装承压套。将千斤顶安装到规定位置，使用钢绞线穿越通过，并使用工具夹紧。在现场安装环节，应保证工作锚与工具锚之间没有钢绞线的问题。在千斤顶邻近套筒时，应及时调整千斤顶，确保千斤顶、锚环、孔道处于同一条轴线上，并且在施加张拉力时不会发生改变。

（2）张拉初始应力。在张拉环节要同时顶起梁端，将其加载到初始应力的范围内，并且要进行两侧锚具的检测，如果发现精度不足，要及时卸除千斤顶并进行找正处理，检测油缸长度，从一侧开始到另外一侧进行控制。

（3）张拉到规定应力。初始张拉工作开始后，两侧同时顶起，并且同步张拉到规定控制力。再次进行油缸长度检测，计算伸长值，并检查是否有断丝的问题。持荷5min 后卸载，完成张拉。工作人员在调整控制张拉力的过程中，还需要同步进行预应力筋的优化调节工作。工作人员需要先对预应力进行合理控制，然后依据预应力的伸长值以及专门的计量方式，去确定最为适当的张拉力力度。

此外，公路桥梁工程的建设单位也需要重视工作人员综合素养能力以及专业技能水平的提升，进而让他们能够更好地实施公路桥梁工程张拉力的控制工作（张拉施工见图2）。需要特别注意的是，要想进一步提升整个公路桥梁工程的品质以及预应力技术的应用效果，还需要把张拉力的控制伸长值计量控制在6%以下[4]。

图2 张拉施工

3.3.4 钢绞线切割

张拉工作全部结束后，邻近锚具一侧的钢绞线应做好标记，检查是否存在断丝的问题，并且梁体的挠度是否符合要求，经过监理工程师检查确定没有问题后，才能开始钢绞线切割，并准备好压浆施工。在切割环节应用砂轮机，且要确保和锚具距离符合要求，防止产生锚具损坏的问题。此外，在切割作业中，要做好根部预应力筋的降温处理，预防温度超过标准而引发断丝的问题。切割结束后，及时进行表面防腐处理。

3.3.5 压浆与封锚

（1）压浆。预应力筋张拉工作全部结束后，在48h内进行锚具封堵、压浆施工。

一是压浆管的布置。纵向预应力两侧都有压浆孔、出浆孔，上部使用缝隙出浆，阀门安装到规定的压浆管上，确保在施工中不会发生浆液泄漏的问题，确保泥浆密度符合要求。

二是泥浆拌和。压浆施工应用的浆液材料等级超过M55，水泥采用42.5 低碱普通硅酸盐水泥，同时还要加入性能优越的无收缩灌浆剂，加入比例根据试验确定，各项性能指标符合要求。在灌入施工之前应进行过筛处理，使用1.2mm 的滤网处理。根据设计方案要求进行浆液的制作，拌制前先加入水，并根据设计配合比加入水泥、灌浆剂，搅拌时间控制在3～5min，且从开始搅拌到浆液进入孔道中，时间控制在40min 以内，同时在该环节要保持连续性搅拌处理。此外，压浆施工中应做好温度控制，确保环境温度在5℃以上，如果不能满足该要求，应停止施工，以免影响工程的质量。

三是压浆工艺。选择应用真空辅助压浆施工方式进行，加强现场施工材料的泌水率、膨胀性、防锈性能检测。流动性试验应用锥形漏斗完成，检测其流动时间、膨胀率等方面参数，并且根据现场的施工需要选择合适的压浆泵，以满足现场施工要求。根据工程的施工经验，选择应用后张法进行施工，预应力筋极易导致腐蚀的问题，分析形成的原因，多数是在压浆施工中密实度不足所造成的，浆液内混入气泡而引发腐蚀，还有可能是压浆环节存在泌水、离析等方面的问题，造成预应力筋的锈蚀。在此次工程施工中，选择应用真空压浆施工方式，在施工前先进行抽真空处理，在压力处于稳定的状态后，开始压浆泵开展施工，压力符合要求，从而可以达到砂浆材料的密实度标准，降低气泡的形成率。压浆现场施工应用的胶管长度在30m 以内，如果超出该标准，要合理增加压力，但长度不能超过40m。

（2）封锚。管道压浆工作施工结束后，执行设计标准要求应用C55 干硬补偿收缩混凝土进行封锚处理。为了使混凝土结构性能合格，在封锚前要进行防水施工。在封锚操作中，先在端部位置安装钢筋网，绑扎成钢筋骨架，再浇筑混凝土，并在表面涂抹一层聚氨酯防水涂料，以免结构发生锈蚀等问题[5]。

4 结语

总的来说，在公路桥梁施工环节，预应力技术的应用对提高新建公路桥梁工程的效率以及质量有着重要的帮助，同时在公路桥梁加固工程中起到的作用很大，能够适用于不同类型工程的建设。因此，在公路桥梁具体施工阶段，要按照项目的建设标准，对预应力技术的设计方案进行严格的审核，同时加强施工过程各方面参数的控制，确保预应力技术的作用能更好地发挥出来，推动公路桥梁项目的正常开展。